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NetzwerktechnikEin RAID System kann für einen Geschwindigkeitsgewinn, zur Datensicherheit oder einer Kombination aus beiden eingerichtet werden. Einen schnellen und sicheren Festplattenverbund gibt es so günstig wie noch nie: Festplattenplatz gibt es schon ab drei Cent pro Gigabyte. 

Ich erkläre kurz, welche RAID Varianten es gibt und wo die Vorteile bzw. Nachteile liegen.

RAID 0

Schaubild RAID 0
RAID 0

Mindestens zwei Festplatten werden zu einem logischen Laufwerk zusammengeführt. Daten werden einmal auf Festplatte 1 und Festplatte 2 gespeichert. 2 mal 1 TB Festplatten werden so zu 2 TB zusammen gefügt Hierbei werden beide Laufwerke zu einem Laufwerk und die Performance zur einzelnen Festplatte der Tempozuwachs liegt hier bei ca. 60 bis 90%

  • Vorteil: Dadurch wird eine bessere Performance erreicht
  • Nachteil: Wenn eine Platte ausfällt, ist der Verlust trotzdem 100%








RAID 1

Schaubild RAID 1
RAID 1

Zwei Festplatten werden zu einem Array zusammen gefügt, allerdings wird hier die eine Spiegelung der Daten vorgenommen. Das RAID 1 dient ausschließlich zur Datensicherheit. Dabei werden die Daten simultan auf beide Festplatten gespeichert. Fällt eine Platte aus, sind die Daten auf der anderen noch vorhanden. 2 mal 1 TB Festplatten werden zu einem 1 TB Medium zusammen geschlossen.

  • Performance: beim Schreiben ist die Performance nahezu jene einer einzelnen Festplatte, beim Lesen von größeren Datenmengen besteht die Möglichkeit von beiden Laufwerken parallel zu lesen und somit die Lese-Performance zu steigern.
  • Ausfallsicherheit: alle Daten sind vollständig gespiegelt, der Ausfall einer Festplatte führt zu keinem Datenverlust.




RAID 5

RAID 5Das RAID 5 setzt mindestens drei Laufwerke voraus und ist eine Kombination aus viel Tempo und etwas Sicherheit. Wie bei Raid 0 verteilt der Controller die Daten blockweise auf alle angeschlossenen Laufwerke des Verbundes. Gleichzeitig sind auf jeder Platte alle notwendigen Informationen zur Wiederherstellung der Daten (Paritätsdaten) eines anderen Laufwerks gespeichert.

  • Ausfall einer Festplatte führt zu keinem Datenverlust: da bei einem RAID 1 in Summe nur 50 Prozent der Kapazität der beiden Festplatten nutzbar ist, gibt es mit RAID 5 einen RAID-Level der mit mehreren Festplatten nutzbar ist und ebenfalls wie RAID 1 den Ausfall einer einzelnen Festplatte toleriert.
  • Paritätsdaten: anstelle einer vollständigen Spiegelung der Daten werden bei einem RAID 5 Paritätsdaten berechnet. Dazu wird eine XOR Operation genutzt.
  • Verteilung der Paritätsdaten: die Paritätsdaten werden über alle vorhandenen Festplatten verteilt und nicht wie bei einem RAID 4 auf einer einzelnen Festplatte gespeichert. Bei einem RAID 4 unterlag diese Paritätsfestplatte einer höheren Abnutzung als die restlichen Festplatten des RAID Verbundes, daher spielt RAID 4 im Vergleich zu RAID 5 heute kaum noch eine Rolle.
  • Höhere Lese-Performance: beim Lesen von größeren Datenmengen können mehrere Festplatten parallel genutzt werden und damit eine höhere Lese-Performance im Vergleich zu einer einzelnen Festplatte erzielt werden.
  • Schreib-Performance: beim Schreiben von kleinen Datenmengen sind zuvor Lesezugriffe notwendig, damit die neuen Paritätsdaten für das betroffene Stripe berechnet und ebenfalls geschrieben werden können (read-modify-write, write penalty). Bei Hardware RAID Controllern mit integrierten Caches federn die Caches dieses Problem ab.
  • Initialisierung bei Erstellung eines RAID 5 erforderlich: damit read-modify-write richtig funktioniert, muss die ursprüngliche Parität korrekt sein. Dies wird durch eine Initialisierung eines RAID 5 bei der Einrichtung des RAID Sets gewährleistet. Die Initialisierung kann ja nach Größe des RAID Sets mehrere Stunden bis Tage in Anspruch nehmen. Im Gegensatz dazu erfordern RAID 1 und RAID 6 keine Initialisierung.
  • Aufwändiges Wiederherstellen einer ausgefallenen Festplatte: bei einem RAID 1 genügt es nach einem Festplattenausfall zum Wiederherstellen des RAID Volumes den Inhalt der verbliebenen Festplatte auf eine neue Festplatte zu kopieren. Fällt eine Festplatte in einem RAID 5 aus, werden bei einem Wiederherstellen auf eine neue Festplatte die Daten aller noch vorhandenen Festplatten gelesen um mittels XOR Berechnung den Inhalt der ersetzten Festplatte zu berechnen.

RAID 10

Schaubild RAID 1+0
RAID 10

Raid 10 oder auch Raid 1+0 ist eine Kombination von Raid 1 und Raid 0. Dadurch nutz man die Vorteile beider Verfahren, nämlich mehr Tempo und eine sehr hohe Sicherheit. Das setzt aber mindestens vier Laufwerke voraus – ist also mit höheren Kosten verbunden. Raid 10 besteht aus zwei Sets von Festplatten, die jeweils im Raid-1-Modus arbeiten. Diese beiden Festplattenverbunde sind dann noch zusätzlich als Raid 0 zusammengefasst.

Raid 10 ist sehr sicher, da in jedem Set eine Platte ausfallen kann, ohne dass Daten verloren gehen. Der Nachteil: Wie bei Raid 1 stehen von der Gesamtkapazität aller angeschlossenen Laufwerke nur 50 Prozent für die Datenspeicherung zur Verfügung.

Mindestens vier Festplatten werden benötigt.

  • bietet hohe Performance wie RAID 0, kombiniert mit der Datensicherheit von RAID 1

Bisher habe ich nur RAID 1, RAID 5 und RAID 10 eingesetzt. Mit den anderen Varianten habe ich bisher keine Erfahrungen sammeln können.

Es gibt noch weitere RAID Varianten, z.B. RAID 4 und RAID 6, diese Varianten werden sehr selten angewendet, sodass ich in diesem Artikel darauf verzichte, diese näher zu beschreiben.

Hier habe ich Für Dich nochmal ein Schaubild von RAID 0 bis RAID 1+0 angefügt.

RAID Schaubild
Schaubild RAID 0 bis RAID 10
 

Empfohlene Produkte

WD RED für NAS

WD 1TB Red interne NAS-Festplatte (8,9 cm (3,5 Zoll) 5400rpm, SATA) WD10EFRX

WD GREEN

Western Digital WD10EZRX Green 1TB interne Festplatte (8,9 cm (3,5 Zoll), 5900rpm, 8,9ms, 64MB Cache)

WD BLUE

WD Blue WD10EZEX 1 TB Interne Festplatte (8,9 cm (3,5 Zoll), SATA 6 Gb/s (bulk))

Erklärungen zu den Bezeichnungen

Der Hauptunterschied zwischen den Festplatten kommt durch eine angepasste Firmware zustande, dank der die Laufwerke das vom Hersteller jeweils anvisierte Einsatzgebiet ideal bedienen sollen. Die Reihe der WD Red ist eher für den Bereich NAS geeignet. Features wie geringe Betriebstemperatur, niedrige Leistungsaufnahme, hoher Datendurchsatz beim Streaming sowie eine niedrige Drehzahl stehen bei der WD Red im Vordergrund. Die WD Blue positioniert sich als solides Allround-Laufwerk, das sich beispielsweise als Systemlaufwerk ebenso gut machen soll wie als genügsamer Datenspeicher. Passend zu ihrem Farbcode ist die WD Green eine „Öko“-Laufwerksreihe, die sich durch kühlen und ruhigen Betrieb, geringe Temperaturentwicklung und höhere Zuverlässigkeit auszeichen soll Ich nutze die WD RED aktuell in der 2 TB Reihe in meinem Server und in einem SAN (RAID 10). Bisher hatten wir nur Probleme mit einer Charge der 6TB Festplatten. Die wurden aber anstandslos ausgetauscht und funktionieren nun einwandfrei.

Wann nutzt man welches RAID am Besten?

Das kommt wie immer darauf an, was man genau benötigt und wie hoch das Budget ist.

Kleines Budget

Möchte man einfach nur eine bessere Geschwindigkeit erreichen, zum Beispiel für Videobearbeitung, dann wählt man das RAID 0. Soll es aber eher um die Sicherheit der Daten gehen, dann wählt man hier besser RAID 1.

Höheres Budget

Da hier mindestens drei Festplatten zum Einsatz kommen, liegt das Budget etwas höher als im RAID 1 und man sollte zum RAID 5 tendieren.

Großes Budget

Hier liegt der Einsatz eher in größeren Servern oder aber auch für die Datenspeicherung in einem NAS bzw. SAN für Firmen. Dabei benötigt man nämlich mindestens 4 Festplatten und würde dann auf ein RAID 10 setzen.

Für ein privates NAS oder auch für kleinere Unternehmen sollte man ein System wählen welches mindestens 2 Festplatten beherbergen kann.

Zum Beispiel Hier würde der Preis für das NAS Gehäuse und 2x 1 TB WD RED bei ca. 300 Euro liegen. Möchte man hingegen lieber etwas mehr Speicher haben, dann wählt man zum Beispiel die 2 TB Version.

Wer es etwas größer liebt, kann auch eine Rackversion nutzen.

Hier hat man dann Platz für 12 Festplatten und kann ein entsprechend großes NAS oder SAN bauen. Diese habe ich in der Firma in der ich angestellt bin, zwei mal im Einsatz mit 5x 6 TB WD RED im RAID 10 mit einer „Hot spare“ Festplatte, die genutzt wird, wenn eine der anderen Platten ausfällt. Dadurch ergibt sich dann eine Gesamtspeichermenge von 12 TB!

Hier geht es zu meiner Podcast Episode in der ich über dieses Thema spreche!

Together we make IT Podcast Episode 013Klicke einfach hier  

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